跨采巷道的围岩稳定性预测与控制

利用数值仿真的方法研究了在移动支承压力作用下,煤层底板巷道围岩的位移、应力和塑性区发展规律以及采煤工作面位置对其底板巷道围岩位移的影响．研究结果表明,在跨采过程中,跨采对底板巷道的影响范围为采煤工作面前65m至工作面后25m,同时在应力增高区范围内的巷道围岩位移最大,在应力降低区范围内的巷道围岩位移最小,巷道围岩位移最大值发生在采煤工作面前15m处,最小值则发生在采煤工作面后5m处;在采煤工作面的推进过程中其下部巷道顶板、底板和两帮均处在不稳定阶段,可采用锚杆、锚索与注浆联合加固技术措施,以保证底板巷道跨采期间的安全使用．     

倾斜长壁仰斜与俯斜开采终采线的合理确定

为合理确定倾斜长壁工作面终采线的位置,以张集矿倾斜长壁工作面为测试背景,从煤层顶板运动、巷道的受力和变形、工作面周期来压等方面,全面分析了倾斜长壁工作面围岩压力分布规律.结果表明,倾斜长壁工作面仰斜开采与俯斜开采的支承压力分布有明显的差别,俯斜开采的影响范围大于仰斜开采,但支承压力的最大值稍小于仰斜开采.因此,只有依据矿压分布的特点才能合理地确定工作面终采线位置,进而实现倾斜长壁开采资源回收利用的最大化.     

跨采巷道的围岩稳定性预测与控制

利用数值仿真的方法研究了在移动支承压力作用下,煤层底板巷道围岩的位移、应力和塑性区发展规律以及采煤工作面位置对其底板巷道围岩位移的影响．研究结果表明,在跨采过程中,跨采对底板巷道的影响范围为采煤工作面前65m至工作面后25m,同时在应力增高区范围内的巷道围岩位移最大,在应力降低区范围内的巷道围岩位移最小,巷道围岩位移最大值发生在采煤工作面前15m处,最小值则发生在采煤工作面后5m处;在采煤工作面的推进过程中其下部巷道顶板、底板和两帮均处在不稳定阶段,可采用锚杆、锚索与注浆联合加固技术措施,以保证底板幕道跨粟期间的安全使用．     

跨采巷道的围岩稳定性预测与控制

利用数值仿真的方法研究了在移动支承压力作用下,煤层底板巷道围岩的位移、应力和塑性区发展规律以及采煤工作面位置对其底板巷道围岩位移的影响.研究结果表明,在跨采过程中,跨采对底板巷道的影响范围为采煤工作面前65 m至工作面后25 m,同时在应力增高区范围内的巷道围岩位移最大,在应力降低区范围内的巷道围岩位移最小,巷道围岩位移最大值发生在采煤工作面前15 m处,最小值则发生在采煤工作面后5 m处;在采煤工作面的推进过程中其下部巷道顶板、底板和两帮均处在不稳定阶段,可采用锚杆、锚索与注浆联合加固技术措施,以保证底板巷道跨采期间的安全使用.     

大采高综放工作面巷道围岩变形特征研究

为了解决回采工作面巷道支护方式与参数布置等问题,以山西某煤矿为研究对象,采用FLAC数值模拟软件和现场测试的综合性方法,研究了大采高综放工作面巷道围岩变形特征,得出了大采高综放采场围岩位移场的变化规律;结合矿井实际情况,采用矿压监测系统在工作面回风巷布置测点进行工业性试验、实时监测观测数据,掌握了巷道围岩位移的变化状态,指导巷道围岩的支护形式与参数等的确定,具有重要的理论意义。     

特厚坚硬煤层超大采高综放开采 合理采高研究与实践

以榆神府矿区金鸡滩煤矿一盘区东翼8～14m特厚坚硬煤层综放开采为背景,采用理论分析、工程类比、工业性生产试验方法,研究采高(机采高度)对采场围岩稳定性和顶煤冒放性影响关系,确定榆神府矿区特厚坚硬煤层综放工作面合理采高。通过理论分析,探讨了增大采高对综放开采资源采出率、矿压显现程度、顶煤冒放性、煤壁稳定性、配套设备结构和性能、采放协调等因素影响。通过工程类比,对比分析相邻矿井综放开采和本矿井西翼超大采高一次采全厚工作面围岩稳定性和顶煤冒放性特征,给出了榆神府矿区综放开采合理采高的判断依据,得出超大采高综放开采技术上可行,安全上可靠。现场工业性生产试验表明:采高控制在6.3～6.5m时,围岩稳定性好,开采效率最高;工作面中部来压强度大,煤壁局部片帮深度一般为0.1～0.5 m,最大深度小于0.8m;100m试验段整体回收率约为87%,放煤段顶煤回收率约83%;工作面中部顶煤冒落块度小、冒放性好;端头顶煤冒落块度大、冒放性差;周期来压期间顶煤冒放性优于非来压期间。研究结果可为相似条件特厚坚硬煤层综放开采提供借鉴。     

综放工作面顶板运移规律的采厚效应

采用现场观测与相似模拟相结合的方法,对相同割煤高度、不同煤层厚度一次采全厚综放工作面的顶板运移规律进行了分析,结果表明:煤层厚度越大,围岩活动范围在综放工作面的横向与纵向越广,支承压力分布范围越大、峰值点前移,支承压力集中系数随采厚的增加而减小;当煤层厚度较小时,综放工作面来压强度比较缓和,但随煤层厚度的增大矿压显现逐渐增强,即综放开采一次采出的煤层厚度应有上限值。基于《煤矿安全规程》相关条款及综放支架工作阻力对采厚的影响,提出了综放开采上限值的确定方法。     

大采高综放工作面支架合理支护强度的确定

通过分析山西某矿4号煤综采工作面地质力学条件,确定了该矿4号煤层的坚固性系数为0．75MPa,属软弱煤层。采用数值计算方法,系统的分析了4号煤层大采高综放工作面采高为3．5m时不同支架支护强度情况下工作面煤壁、顶煤的屈服破坏、位移特征及工作面煤壁前方煤体垂直应力分布情况。综合对比支架支护强度情agTa：作面煤壁、顸煤的破坏情况及应力分布情况,从而确定软弱煤层综放工作面支架的合理支护强度,以保证工作面安全、高效生产。     

综放采场围岩复合结构力学模型及其控制研究

根据综放采场顶煤冒放形式和顶板移动结构，提出5种煤岩复合结构，研究了其形成条件，并建立了相应的力学模型：拱-拱组合模型、拱-砌体梁组合模型、拱-传递岩梁组合模型、台阶悬臂-砌体梁组合力学模型、台阶悬臂-悬臂梁组合力学模型．并由此推导其控制方程，计算支架载荷；针对不同顶板、煤层条件，运用相应力学模型分析支架-围岩关系，计算综放工作西支架载荷，确定综放采场支架合理工作阻力，从而有效控制综放采场围岩；通过对10个不同条件综放工作面支架载荷的计算与实测比较，计算值的安全系数为1．06，表明根据综放采场围岩组合路构力学模型计算支架载荷比简化的岩重计算更为合理，从而为综放采场围岩控制提供了理论基础．通过一个二程实例详细阐述了根据综放采场煤岩结构力学模型计算支架载荷的方法．图5，表2，参10．     

综放采场围岩压力分布规律相似材料模拟实验研究

以某矿1221(3)综放工作面为条件,根据相似理论,对综放采场上覆岩层变形规律、支承压力沿走向和倾向分布规律、支承压力在底板岩层中的传播规律及采场围岩巷道支架变形规律进行相似材料模拟实验,并与井下实测数据进行了对比。结果表明,相似材料模拟结果比较可靠,为综放采场围岩控制提供一定的理论依据。     

综采工作面初采期局部高抽巷瓦斯治理效果分析

以开元煤矿9801综放工作面为研究对象,针对综放工作面初采期瓦斯频繁超限的问题,结合工作面上覆煤岩层覆存状态及采动破断规律,提出了9801综放工作面初采期局部高抽巷布置方案：局部高抽巷分为初采倾向高抽巷段、走向高抽巷段和辅助倾斜高抽巷段3段,顺序联结成抽采系统;初采倾向高抽巷段布置在6号煤层中,至开切眼水平距离为15 m;走向高抽巷段布置在3号煤层中,至工作面的垂直距离为43 m,与回风巷的距离为4 m。现场实际应用表明：回风瓦斯体积分数控制在0.6%左右,尾巷瓦斯体积分数控制在1.4%左右,较好地解决了9801综放工作面初采期瓦斯超限断电问题。     

重型综放工作面快速回撤与末采期顶板控制技术

为了研究重型综放工作面快速安全回撤技术,选取不连沟煤矿F6201工作面末采期为研究对象,采用理论分析和工程类比的方法,对重型综放工作面合理的支架工作阻力、放煤停止位置、快速回撤技术和回撤通道支护形式进行研究。结果表明：支架工作阻力满足15 000 kN,回撤通道与工作面放煤停止处的距离为25 m,采用小断面调节巷和高程测量法相结合的手段控制工作面顶底板标高以及回撤巷道选用锚网索和H型钢梁组合支护形式,能保证工作面安全回撤的同时提高回撤速度。     

综放面过上分层终采线冲击地压危险性分析

综放工作面过上分层终采线时容易发生冲击地压现象,综放面接近上分层终采线时,前方煤体可看成是煤柱,可作为煤柱型,中击地压来分析,煤柱型冲击的主要影响因素有煤层的刚度和顶板岩层的刚度,具体反映在煤层的强度和冲击倾向性、顶板的来压和加速运动等。采用改变煤体物理力学性质的办法,可以防治煤柱型冲击地压的发生。东滩煤矿两个综放面过上分层终采线工作面的监测结果、治理效果说明了此冲击地压现象。     

煤柱宽度对综放回采巷道围岩力学特征影响分析

依据谢桥煤矿1151（3）综放工作面工程地质及开采技术条件,在对影响该条件回采巷道护巷煤柱宽度的因素分析基础上,应用计算机数值模拟（FLAC2D）,模拟并分析了不同煤柱宽度煤柱及巷道围岩在回采期间的应力分布及变形情况,获得了不同煤柱宽度巷道围岩在回采期间的力学特征,为综放开采回采巷道煤柱宽度的合理留设、支护参数选择、巷道围岩稳定性控制及安全生产提供理论依据。     

大倾角综放工作面巷道布置及支护技术实践

为了解决大倾角厚煤层综放开采的巷道布置及支护等关键技术问题,基于回采巷道布置及支护在大倾角厚煤层综放开采中的重要性,研究了大倾角综放开采工作面主要巷道的合理布置及支护方式,得出了工作面巷道布置方式及的锚网支护参数,并进行了现场施工实践.结果表明:回风巷沿煤层底板布置,运输巷沿煤层顶板布置,开切眼采用倾斜一圆弧一水平布置,这种布置方式较好地解决了大倾角厚煤层综放开采的巷道布置关键性技术问题.     

重型综放工作面无预回撤通道快速撤出技术

安家岭二号井工矿重型综放工作面,因架型体积大、吨位重,借鉴神华集团开采经验,采用预回撤通道法进行工作面快速撤出.但在该矿B902综放面使用该方法时,回撤通道被整体压垮、液压支架被压死.针对预回撤通道法存在的问题,通过对工作面矿压显现规律及合理终采位置的分析研究,B902综放面采用采煤机扩帮法制造回撤通道法进行工作面撤出.实践表明,结合无轨胶轮辅助运输技术,重型综放工作面无预回撤通道可以实现快速撤出.     

安家岭二号井B402工作面终采线位置合理确定

基于露井联合开采下的安家岭二号井B402工作面的回采推进,为合理确定该工作面终采线位置,采用数值模拟的方法分析了工作面回采过程中的煤柱应力,巷道的破坏及变形情况.提出了B402工作面终采线应采用80 m,否定了原先按一般开采条件确定的50 m终采线位置.实践证明,上述确定的B402工作面终采线位置确保了4煤3条大巷的稳定性,实现了4煤的安全开采.     

软弱围岩工作面回撤过程中顶板运移规律研究

为了研究软弱围岩条件下综采工作面回撤过程中顶板运移规律,通过对昌汉沟矿综采15104工作面约80m末采区和回撤通道19d的现场矿山压力监测,详细记录了支架与围岩在工作面回撤前与回撤时的压力分布情况,以及矿山压力显现规律。根据理论分析计算,得出了在软弱围岩工作面回撤过程中顶板运移规律,对指导实践提供了理论依据。     

大采高综放开采及其应用可行性分析

根据当前综放开采技术发展水平,通过分析影响综放工作面产量进一步提高的主要原因,提出了大采高综放开采的概念并指出该方法是综放工作面实现年产1000万t的重要途径。按大采高综放工作面实现年产1000万t的要求,主要从设备配套的角度分析了大采高综放开采应用的可行性。     

上隅角埋管抽放前后采空区瓦斯运移规律研究

针对新安煤矿14211沿空留巷综放开采工作面上隅角瓦斯浓度超限问题,对综放开采工作面采空区瓦斯运移规律进行了研究。根据CFD数值模拟的理论,建立采空区瓦斯渗流的三维非均质模型,并得到了模型中相应参数的确定方法。利用Fluent数值模拟软件,对比分析了沿空留巷综放开采工作面上隅角瓦斯有无情况下的采空区瓦斯运移及浓度分布规律。模拟结果表明:通过上隅角瓦斯抽放可平均减少42%的上隅角和采空区的瓦斯,有效解决了沿空留巷综放开采工作面上隅角瓦斯积聚问题,从而保障了综放开采工作面的安全生产。